Sejtfelszíni markerek, antigén receptorok A test őrei 1. Az immunrendszer működése Az individualitás legjobban az immunitásban mutatkozik meg. Feladatai: - a saját és idegen elkülönítése, felismerése - idegen anyagok elbontása Az immunrendszer igen specifikus. Nemcsak az idegen sejteket (pl. vírusok) ismeri fel, hanem a testnedvekbe (pl. vérbe) jutó makromolekulákat is. Ha nem megfelelően működik: 1. Vagy saját sejtek elleni reakciót válthat ki (autoimmun megbetegedések) 2. Vagy az idegen sejtek felismerésének csökkenését. Az idegen anyagok (antigének) immunválasz 2. Az immunrendszer szervei és a leukociták Emlősök elsődleges (centrális) nyirokszervei a csontvelő és a tímusz A csontvelő pluripotens őssejtjeiből (stem sejtek) a limfoid és mieloid őssejtek alakulnak ki, amelyekből az összes vérsejttípus származik. A B limfociták a limfoid őssejtekből képződnek. Érett, antigénfelismerő receptorral rendelkező sejtként kerülnek a vérkeringésbe, ahonnan a másodlagos nyirokszervekbe vándorolnak. A T limfociták is a csontvelőben születnek, majd az éretlen sejtek a véráram útján a tímuszba kerülnek, ahol érett T-sejt válik belőlük. (A T limfociták típusai: helper, killer, szupresszor sejtek) animáció Az éretlen T-sejtek a tímuszban tanulják meg felismerni a szervezet saját struktúráit, és itt jelenik meg felszínükön az érett T-sejtekre jellemző egyedi T-sejt receptor és a CD4 és CD8 molekulák. Az érésük során a gyors osztódást nagyfokú sejtpusztulás kíséri (mindössze 1-2%-uk jut ki érett T-sejtként a keringésbe). A másodlagos (perifériás) nyirokszervek a lép, a nyirokcsomók és a nyálkahártyához kapcsolódó szövetek; vagyis a mandulák, a féregnyúlvány, a bél Peyer plakkjai, valamint a légzőrendszerhez és az urogenitális rendszerhez kapcsolódó nyirokszövetek. Ezek a szervek a nyirokerek útján állnak kapcsolatban egymással. A másodlagos nyirokszervek fő feladata a testidegen anyagok kiszűrése a keringésből, amelyekkel a specifikus antigénreceptort hordozó limfociták itt találkoznak először. Az elsődleges nyirokszervekben éretté vált, naív limfociták különböző faktorok és a járulékos sejtekkel való kölcsönhatás révén a másodlagos nyirokszervekben aktiválódnak. Ha a limfocita nem találkozik a neki megfelelő antigénnel, akkor apoptózis révén elpusztul. 1
A leukociták fejlődése 3. A markerek A sejthártya aszimmetrikus extracellulárisan oligoszacharidokban gazdag (glikoprotein és glikolipid oldalláncai révén) Ilyenek a jelölő anyagok markerek és a jelfogók receptorok A markerek genetikailag meghatározottak a) Fejlődési folyamatok markerei (CAM) sejtadhéziós molekulák Oligoszacharid oldalláncai a sejtburokba érnek be, illetve abból lógnak ki. Nem fajspecifikusak, ősi gén (általános gén) határozza meg szerv és szövetspecifitás felelősek b) Faji markerek c) Egyedi markerek Az MHC rendszer specifikus génjei határozzák meg saját és idegen elkülönítése A markerek egyik fő típusa az MHC (Major Histocompatibility Complex) MHC-I. - 3 globuláris doménből (α 1, α 2, α 3 ) + az α 3 - hoz kapcsolódó β 2 mikroglobulinból állnak (C terminális véggel végződnek a citoplazmában) Az egyed majdnem minden sejtmagot tartalmazó sejtjének felszínén megtalálhatók. Szerepük: az ún. belső antigénekkel (pl. vírus fehérjékkel, daganatsejtek fehérjéivel) kapcsolódva azokat a sejt felszínére juttassák, s a T k(c) - sejteket aktiválják. Az éretlen Tc sejtek felszínén lévő ún. T sejt receptor ismeri fel. 2
MHC-II. -2 α és 2 β lánc Előfordulás: T, B limfociták, makrofágok felszínén. Szerepük: az ún. külső antigének pl. fagocitált baktérium specifikus fehérjéinek sejtfelszíni prezentálása, és a T H sejtek segítségével az immunrendszer aktiválása. Az éretlen T H sejtek receptorai az antigént bemutató makrofágok felszínén levő MHC-II receptorokhoz kötődött felszabdalt antigént ismerik fel. Fontos faji, egyedi, sejtspecifikus markerek az ún. CD fehérjék (csoportdetermináns fehérjék) Szerepük van az immunfolyamatokban, sejtkapcsolatban, szöveti differenciálódásban CD markerek specifikusak: CD 2,3,5,7 az összes T sejt felszínén CD 4 az összes T H sejt felszínén CD 8 az összes Ts és Tk sejt felszínén található. 4. Antigének Bizonyos markerek antigénsajátsággal rendelkeznek Antigén minden olyan anyag, amely immunválaszt vált ki. (=immunogén) a) Allo(izo)antigének a fajon belüli genetikai különbségek kimutatására szolgálnak lsd. vércsoport antigének b) Heteroantigének fajok közötti genetikai különbség kimutatására szolgálnak c) Hisztokompatibilitási antigének (transzplantációs, szöveti összeférhetőségi antigének) Az elsőt emberi fehér vérsejtben fedezték fel, ezeket HLA (Human Leukocita Antigén) nevezték el, újabban MHC-nek nevezik. Antigénspecifitásért nem az egész sejt, hanem annak csak egy felületi része felelős. Ezek az antigéndetermináns csoportok. Vannak olyan makromolekulák, amelyek önmagukban nem immunogének (pl. penicillin), de makromolekulákhoz kötődve immunogénné válnak, s allergiás tüneteket alakítanak ki = haptének 3
Ha vannak markerek, kell, hogy legyenek a markereket felismerni tudó jelfogók, receptorok. Legfontosabbak az immunrendszer felismerő fehérjéi, az antigénfelismerő receptorok. Rendkívül változékony a szerkezetük. A felismerő fehérjék lehetnek: I. B - sejt receptorok = immunglobulinok II. T - sejt receptorok I. B sejt receptorok = immunglobulinok (Ig) 1) Ezeket a B sejtek vagy a felületükön hordozzák felszíni receptorként 2) Vagy a plazmasejtek által kiválasztott formában antitestként a humorális immunreakciókban vesznek részt. Felépítésük: 2-2 nehéz és könnyű lánc (S-S hidak) mindkét lánc tartalmaz variábilis részeket változatosság 5 fő típusuk van a nehéz lánc jellege szerint: IgA, D, E, G, M II. T sejt receptorok α és β láncból épülnek fel Mindkettő tartalmaz állandó és variábilis szakaszt A T- sejt receptor csak olyan sejteket ismer fel, amelyek egyaránt hordoznak MHC-I-t és vírusantigént. A humorális immunválasz A humorális immunitásban az őssejtekből kialakuló T- sejtek a makrofágokkal kerülnek elsőrendű kapcsolatba, melyek az antigént a másodosztályú glikoproteinhez kötve prezentálják számukra. Eközben a makrofág interleukin 1-et is termel, mely a T- sejtet az interleukin 2 termelésre bírja, ezáltal osztódni fog. Az ily módon preparált T-sejt részben osztódik és memóriasejtekké válik, részben T-helper sejteket hoz létre, és ezek az antigént felszínükön ugyancsak a másodosztályú glikoproteinnel kapcsoltan prezentáló B- sejtekkel találkoznak. E találkozás eredményeként a B-sejt blasztos transzformáción megy keresztül, melynek eredménye részben memóriasejt, részben plazmasejtek keletkezése. Ez utóbbiak az immunglobulinokat termelik. 4
A szupresszor sejtek szerepe A celluláris immunválasz animáció A T-sejtek az antigénprezentáló makrofág sejtek jelenlétében killer T-sejtekké alakulnak át, miközben az ugyancsak a makrofág által informált T helper sejtek segítik őket. A killer sejtek receptoraikkal az első osztályú glikoproteint tartalmazó magvas sejteket ismerik fel, és minősítik őket sajátként vagy idegenként. Amennyiben idegenként minősítették, úgy közvetlen sejtkapcsolatot hoznak létre, és perforin segítségével a plazmamembránt mintegy kilyukasztják, ezáltal a sejteket elpusztítják. 5